総合技術論レポート 担当：竹田 １ ME　菅埜　諒介

　ゲノムとは生殖細胞に含まれる染色体もしくは遺伝子全体を指す。体細胞には 2 組のゲノムが存在するとされる。分子生物学においてゲノムは生物の持つすべての遺伝情報としている。ゲノムには、タンパク質のアミノ酸配列をコードするコーディング領域と、それ以外のノンコーディング領域に分けられる。当初はノンコーディング領域については、大部分は意味をもたないものと考えられ、ジャンク DNA と呼ばれていた。現在では、遺伝子発現調節のほか、RNA 遺伝子などの生体機能に必要な情報がこの領域に多く含まれることが分かってきた。　

図 1　DNA の構造　

近年、行われている研究では遺伝子治療や、遺伝子組み換えがある。　遺伝子治療とは、異常な遺伝子を持っているため機能不全に陥っている細胞の欠陥を修復・修正することで病気を治療する手法である。治療用の遺伝子情報を組み込んだレトロウィルスを異常な遺伝子を持つ細胞内に浸入させる手法がとられているが、成功例は少ない。1990 年アメリカにおいてアデノシンデアミナーゼ欠損症による重度免疫不全患者に対する初の遺伝子治療に成功し、その後日本でも 1995 年北海道で同様の成果が得られた。

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遺伝子組み換え作物とは遺伝子組み換え技術を用いた遺伝的性質の改変によって品種改良等が行われた作物のことである。日本においては厚生労働省などが遺伝子組換え作物、食品衛生法では組換え DNA 技術応用作物、農林水産省では遺伝子組換え農産物などの表記を使うことが多い。遺伝子組換え植物として開発されているものは、植物自体の研究に用いられるモデル植物として利用されているものと、産業的に利用されている、もしくは産業的利用を目指して研究されている遺伝子組換え作物に分けることができる。

非食用の遺伝子組換え作物としては、園芸作物と林木が主である。園芸作物としては花卉が主体である。例えば、青い花色のカーネーション「ムーンダスト」は、一般の消費者に花屋で売られている遺伝子組換え作物である。また、2009 年 11 月に国内で市販が開始された青いバラ (サントリーフラワーズ)も遺伝子組換え作物である。その他、菊のカロテノイド含量を変化させたり、トレニアのアントシアニン生合成系をオーロン(aurone)生合成系へ変化させて黄色いトレニアの花を作ったりする試みがある。

図 2　遺伝子組み換えの例

そして、オリゴヌクレオチド(複数の塩基の並び) の解析はゲノム配列解析の様々な場面において基本となる解析である。オリゴヌクレオチド（Oligonucleotide）はおおよそ 20塩基対かそれ以下

の長さの短いヌクレオチド（DNA または RNA）の配列である。特定のゲノムに着目し、オリゴヌクレオチドの頻度分布を調べることで、

その特徴や傾向を検出することができる。方法としては

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１． 文字数を指定して切り取る２． ゲノム中にあるオリゴヌクレチドを数える３． 塩基の配合を保ったままランダムの配列を作る

　

このような手順を経てオリゴヌクレオチド比較を行う。結果からゲノムサイズが増えるにつれて特定の塩基配列が多く出現するということが分かる。このことから、生物が進化し、ゲノムサイズが大きくなる際に、既存の塩基配列をコピーして増えていったのではないかと考えることができる。また、タンパク質をコードしていたり、遺伝子発現の調節をしているような塩基配列は機能的に保存されてきた可能性も考えられる。ゲノムをタンパク質の機能や働きに分類し、それらのオリゴヌクレオチドの比較を行うことによって、より深い考察をすることができると考える。

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